Mitä pumppukavitaatio on ja miten sitä voidaan välttää?

Kavitaatio on yleinen pumppuihin ja erityisesti keskipakoispumppuihin liittyvä ongelma, joka liittyy suoraan pumpun juoksupyörän toimintaan. Kuten saatat tietääkin, keskipakoispumpuissa juoksupyörä siirtää nesteet pumpun sisääntulosta ulostuloon. 

Juoksupyörä on roottori, joka tuottaa imuvoiman, kasvattaa painetta ja saa pumpussa aikaan virtauksen. Potkuri puolestaan on siivellinen puhallin, joka tuottaa työntövoimaa työntämällä nesteen vastaisesti. Ne molemmat siirtävät nestettä, mutta eri tarkoitukseen. Kummatkin kohtaavat samoja haasteita ja voivat vaurioitua samalla tavalla.

Kavitaatio aiheutuu keskipakoispumpuissa yleensä liian alhaisesta NPSH-energiasta (Net Positive Suction Head, pumpun vaatima imukorkeus) pumpun ottopuolella. NPSH on se energia, joka tarvitaan nesteen työntämiseen pumppuun. Liian alhainen NPSH-energia voi johtua useasta syystä: pumppu käy liian nopeasti, imuletkun halkaisija on liian pieni tai pumppu on sijoitettu liian kauas tai liian korkealle nestelähteestä.

Jos keskipakoispumppua käytetään tällaisissa olosuhteissa, seuraukset ovat seuraavanlaiset: Keskipakoispumppujen toimintaperiaate on, että juoksupyörän toiselle puolelle muodostetaan matalapaine ja toiselle puolelle korkeapaine. Tieteellisen näkökulman mukaan, kun nestettä siirretään millä tahansa nopeudella, tästä aiheutuu paineen muutos, jonka myötä nesteen paine voi pudota alle sen höyryn paineen.

Jos nesteen paine putoaa höyryn paineen alle, muodostuu höyrykuplia, koska neste kiehuu epätavallisessa lämpötilassa. Vesi saattaa alkaa kiehua 21 ºC:n lämpötilassa.

Kun kiehuva neste poistuu juoksupyörän ulostulopuolelta, tällä puolella oleva korkeampi paine saa kuplat puhkeamaan. Tämä puhkeaminen on kuin pieni räjähdys, joka heikentää pumpun pumppauskapasiteettia ja voi vaurioittaa sen sisäosia, erityisesti juoksupyörää. Höyrykuplien iskeytyessä kasaan aiheutuu voimakasta tärinää, jonka seurauksena pyörivät osat, kuten juoksupyörä, osuvat kiinteisiin osiin, kuten kulumissuojiin ja -renkaisiin.

Voimakas tärinä voi aiheuttaa myös mekaanisten tiivisteiden ja laakereiden ennenaikaista rikkoutumista. Tällöin höyrykuplien puhkeamisen myötä vapautuva energia voi irrottaa metallinpalasia, jotka osuvat muihin liikkuviin osiin. Vauriot kohdistuvat yleensä juoksupyörään, ja seurauksena voi olla pistesyöpyminen, halkeaminen tai lohkeaminen. Vaurioitunut juoksupyörä puolestaan aiheuttaa pumpussa laajamittaisempia ja kalliimpia vaurioita.

Kavitaatio-ongelma ilmenee useimmiten poikkeuksellisena äänenä, joka kuulostaa aivan kuin pumpattavana olisi kiviä, vaikka näin ei ole. Muita merkkejä ongelmasta ovat tärinä ja heikentynyt suorituskyky tai kaikkien kolmen yhdistelmä. Kun havaitset jonkin näistä, kytke pumppu pois käytöstä välittömästi.

Vähennä moottorin nopeutta, jotta se muodostaa vähemmän virtaustehoa. Kun nopeutta vähennetään, pumppuun syötettävä määrä vähenee, mikä puolestaan laskee nopeuden hyväksyttävälle tasolle, jolloin kavitaation muodostuminen lakkaa tehokkaasti. Usein alennetun virtaustason seurauksena pumpattava määrä kasvaa, kun kavitaatiota vältetään tarkoituksellisesti.

Tarkista pumpun tekniset tiedot ja vertaa niitä käyttökohteen tarpeisiin. Sijaitseeko pumppu liian korkealla nestelähteen yläpuolella? Ovatko putket halkaisijaltaan oikean kokoisia? Käykö pumppu liian nopeasti? Varmista siis, että et vaadi pumpulta liikoja.

Mikä on paras neuvo, jonka voimme antaa kaikki edellä mainitut asiat huomioiden?  Pyydä apua asiantuntijalta, kun valitset pumppua. Näin voit olla varma, että käyttämäsi laitteisto vastaa käyttökohteen tarpeita.